JPH09317827A - 繊維強化プラスチック製フライホイールとその作製法 - Google Patents

繊維強化プラスチック製フライホイールとその作製法

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JPH09317827A
JPH09317827A JP8168135A JP16813596A JPH09317827A JP H09317827 A JPH09317827 A JP H09317827A JP 8168135 A JP8168135 A JP 8168135A JP 16813596 A JP16813596 A JP 16813596A JP H09317827 A JPH09317827 A JP H09317827A
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JP
Japan
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flywheel
wheel
fiber
shaped
fly
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JP8168135A
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English (en)
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Hisaji Koyama
央二 小山
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フライホイールが超高速回転した時、フライ
ホイールが遠心力によって不均一に変形して異常振動の
原因になることを避け、また強化繊維を遠心力のかかる
方向に放射線状に外に向かって配置させることによっ
て、超高速でも回転できるエネルギー密度の高いフライ
ホイールを作製する。 【構成】 フライホイールの軸取り付け部品20を一体
化した円盤状あるいは珠算の玉状部品19に強化繊維2
1を自転車のスポークのように張力のある状態で放射線
状に巻き上げてフライホイールを形成させ、それにプラ
スチック樹脂を含浸させて作製したフライホイール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、繊維強化プラスチック製フライ
ホイールの強化繊維を自転車の車輪のスポークのように
高張力をもたせながら放射線状に一体的に巻き上げフラ
イホイールに形成することによって、フライホイールが
超高速回転した時、フライホイール自体が遠心力によっ
て不均一に変形して異常振動の原因になることを避け、
また繊維がほぼ遠心力のかかる方向に放射線状に外に向
かって配置されているので、半径方向の引張力に強くな
るようにして超高速でも回転できるようにしたものであ
る。また、本発明はフライホイールの中心部に円盤状あ
るいは珠算の玉状の部品を入れることができるので、高
速回転用のフライホイールの形状をいろいろと変えるこ
とができる。また、本発明は超高速回転の場合、中心部
に入れた材料自体は遠心力で破壊される回転速度になっ
ていても、その周りに強化繊維によって自転車の車輪の
スポーク状に張力を付加して巻き付けており、その内部
の材料自体にはあらかじめ圧縮力がかかっているので、
遠心力働いても破壊されないようになる。また、本発明
は軸取り付け部品と巻き上げ強化繊維を一体化させるこ
とができるので、フライホイールの超高速回転から急速
にエネルギーを出し入れする場合に生じる応力に対応で
きるようになっている。
【0002】従来、繊維強化プラスチック製フライホイ
ールは、強化繊維が半径方向とその直角方向で織り上げ
ていたり、強化繊維が一体成型になっていなかったため
に、超高速回転時の遠心力が働いた場合、フライホイル
が不均一に変形し、アンバランスによる振動が生じた
り、遠心力のかかる半径方向の強度に弱点があった。ま
た、強化繊維でフライホイールを形成する作製工程が複
雑で、大きなフライホイール作製の場合など、強化繊維
の全自動での完全一体成型が難しかった。
【0003】本発明は、繊維強化プラスチック製フライ
ホイールの強化繊維のほとんどが引張り強度が強い半径
方向に、自転車の車輪のスポーク状に張力のある状態で
巻き付けられたフライホイールである。
【0004】このようにすれば、フライホイールに超高
速回転時に半径方向に遠心力が働いても、強化繊維は引
張強度の強い方向にほぼ放射線状に巻き上げられている
のでほとんどすべての強化繊維の引張り強度を利用する
ことができるので、回転速度を上げフライホイール単位
体積あたりの回転エネルギー貯蔵量を大きくすることが
でき、このフライホイールを利用して高密度のフライホ
イール電池を作製することができ便利である。
【0005】
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギーを回転エネ
ルギーとして貯蔵するフライホイール本体とその作製方
法に関するもので、フライホイールを高回転した場合の
材料の不均一な歪による異常振動の防止と超高速回転が
でき、エネルギー密度の高いフライホイール式エネルギ
ー貯蔵装置を供給するものである。
【0006】
【従来の技術】従来、繊維強化プラスチック製フライホ
イールの強化繊維プラスチックは、引張り強度が鋼相当
の大きさを持ち、密度が小さいために高回転にすること
ができ、これで作られたフライホイールのエネルギー密
度は鋼製のものに比べて大きくすることが可能となった
が、超高速回転の場合、歪による異常振動が生じ、理論
上の高強度のフライホイールの強化繊維の編み方成型方
法が確立されていないのが現状であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】今回の発明は、フライ
ホイールの超高速回転時の遠心力による引張強度を大き
くすることであり、超高速回転時のフライホイールの歪
を均一にし異常振動を起こさなくすることであり、また
大型の軸受け一体型フライホイールのエネルギー密度の
高い任意形状の珠算の玉状の大きい円盤等も全自動で作
製可能にすることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】繊維強化プラスチック製
フライホイールの強化繊維を自転車の車輪のスポークの
ように高張力をもたせながら、フライホイールの形状を
定めフライホイールの回転軸を接合させるために、強化
繊維巻き上げ中心部にフライホイールの軸取り付け部品
を一体化した円盤状あるいは珠算の玉状の部品等を入
れ、その軸取り付け部品に軸部品が接続できるように避
け、またそれを中心に繊維が固定できるように巻き付
け、その円盤あるいは珠算の玉状の部品を芯にして、自
転車の車輪のスポーク状に放射線状に巻き上げフライホ
イールを形成させ、それにプラスチック樹脂を含浸させ
硬化させてフライホイールを作製する。
【0009】
【作用】強化繊維のほとんどが半径方向に放射線状に外
に向かって配置されているのでフライホイールの超高速
回転時の遠心力による引張り強度が大きくなっている。
また、強化繊維に張力を与えながら回転軸対称に強化繊
維が巻き取られているため超高速回転時の歪が均一にな
り回転軸対称になるため、回転による異常振動が起こり
にくい。また、強化繊維の巻き取り方法が簡単であるた
め大型のフライホイールでも全自動強化繊維巻き取り装
置で作製することができる。また強化繊維巻き取り形状
が珠算の玉状の形状に巻き取れ、フライホイールの回転
速度を上げることができるので、その単位重量あたりの
エネルギー密度を大きくすることができる。
【0010】
【実施例】図1は、繊維強化プラスチック製フライホイ
ールの強化繊維を自転車の車輪のスポークのように張力
を持たせながら、フライホイールの形状を定めフライホ
イールの回転軸と接合させるために、強化繊維巻き上げ
中心部にフライホイールの軸取り付け部品を一体化した
円盤状あるいは珠算の玉状部品を軸方向である上面から
見た図であり、図2はそれを半径方向である側面から見
た図である。図3、図4、図5は、円盤状あるいは珠算
の玉状部品1に強化繊維18を巻き付ける要領と順序を
説明するための図である。
【0011】強化繊維18の巻き付け方法を説明する。
図5の強化繊維18を図3で強化繊維巻き付け開始箇所
5を出発点として6の箇所6を通り、円盤状部品1の下
を潜り7の箇所7を通り、5の箇所5まで持ってくる。
図4では、強化繊維巻き付け開始箇所14、15の箇所
15、16の箇所16、17の箇所17、強化繊維巻き
付け開始箇所14の順番である。次に、張力のある状態
で強化繊維を図3で強化繊維巻き付け開始箇所5から8
の箇所8、9の箇所9、10の箇所10、11の箇所1
1、12の箇所12、13の箇所13と巻き付ければ、
図6のようになる。このように強化繊維はフライホイー
ル回転軸対称に巻き付けることができる。
【0012】図8、図9は自動で強化繊維24を巻き付
ける方法を示したもので、フライホイールの回転方向に
垂直な回転方向25の回転とフライホイールの回転方向
31の回転を制御することによって、強化繊維の巻き取
り方法が簡単である大型のフライホイールを作製するこ
とができる。
【0013】
【発明の効果】軽量のフライホイールを異常振動なしに
超高速に回転させることができ、エネルギー密度の高い
フライホイール電力貯蔵装置を作製することができる。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】繊維強化プラスチック製フライホイールの強化
繊維を自転車の車輪のスポークのように張力を持たせな
がら、フライホイールの形状を定めフライホイールの回
転軸と接合させるために、強化繊維巻き上げ中心部にフ
ライホイールの軸取り付け部品2を一体化した円盤状あ
るいは珠算の玉状部品1を軸方向である上面から見た図
である。
【符号の説明】
1 円盤状あるいは珠算の玉状部品 2 軸取り付け部品
【図2】繊維強化プラスチック製フライホイールの強化
繊維を自転車の車輪のスポークのように張力を持たせな
がら、フライホイールの形状を定めフライホイールの回
転軸と接合させるために、強化繊維巻き上げ中心部にフ
ライホイールの軸取り付け部品3を一体化した円盤状あ
るいは珠算の玉状部品4を半径方向である側面から見た
図である。
【符号の説明】
3 軸取り付け部品 4 円盤状あるいは珠算の玉状部品
【図3】フライホイールの軸取りつけ部品を一体化した
円盤状あるいは珠算の玉状部品に強化繊維を巻き付けて
いる途中の状態を軸方向である上面から見た図であ
る。。
【符号の説明】
5 強化繊維巻き付け開始箇所 6 6の箇所 7 7の箇所 8 8の箇所 9 9の箇所 10 10の箇所 11 11の箇所 12 12の箇所 13 13の箇所
【図4】フライホイールの軸取りつけ部品を一体化した
円盤状あるいは珠算の玉状部品に強化繊維を巻き付けて
いる途中の状態を半径方向である側面から見た図である
【符号の説明】
14 強化繊維巻き付け開始箇所 15 15の箇所 16 16の箇所 17 17の箇所
【図5】フライホイールの軸取りつけ部品を一体化した
円盤状あるいは珠算の玉状部品に強化繊維18を巻き付
けている途中の状態を半径方向である側面から見た図で
ある。
【符号の説明】
18 強化繊維
【図6】フライホイールの軸取りつけ部品20を一体化
した円盤状あるいは珠算の玉状部品19に強化繊維21
を巻き付けている途中の状態を軸方向である上面から見
た図である。
【符号の説明】
19 円盤状あるいは珠算の玉状部品 20 軸取り付け部品 21 強化繊維
【図7】フライホイールの軸取りつけ部品22を一体化
した円盤状あるいは珠算の玉状部品23に強化繊維24
を巻き付けている途中の状態を半径方向である側面から
見た図である。
【符号の説明】
22 軸取り付け部品 23 円盤状あるいは珠算の玉状部品 24 強化繊維
【図8】フライホイールの軸取りつけ部品を一体化した
円盤状あるいは珠算の玉状部品27に強化繊維29を自
動で巻き付けることができる状態を軸方向である上面か
ら見た図である。
【符号の説明】
25 フライホイールの回転方向に垂直な回転方向 26 フライホイールの回転方向に垂直な回転軸 27 円盤状あるいは珠算の玉状部品 28 フライホイールの回転軸 29 強化繊維 30 強化繊維供給リール 31 フライホイールの回転方向
【図9】フライホイールの軸取りつけ部品33を一体化
した円盤状あるいは珠算の玉状部品34に強化繊維を自
動で巻き付けることができる状態を半径方向である側面
から見た図である。
【符号の説明】
32 フライホイールの回転軸 33 軸取り付け部品 34 円盤状あるいは珠算の玉状部品 35 フライホイールの回転軸受け支え治具

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維強化プラスチック製フライホイールの
    強化繊維を自転車の車輪のスポークのように張力をもた
    せながら放射線状に巻き上げフライホイールを形成さ
    せ、それにプラスチック樹脂を含浸させ硬化させて作製
    したフライホイールおよびその作製法。
  2. 【請求項2】繊維強化プラスチック製フライホイールの
    強化繊維を自転車の車輪のスポークのように張力をもた
    せながら、フライホイールの形状を定めるために、強化
    繊維巻き上げ中心部に円盤状あるいは珠算の玉状の部品
    等を入れ、それを芯にして自転車のスポークのように放
    射線状に巻き上げフライホイールを形成させ、それにプ
    ラスチック樹脂を含浸させ硬化させて作製したフライホ
    イールおよびその作製法。
  3. 【請求項3】繊維強化プラスチック製フライホイールの
    強化繊維を自転車の車輪のスポークのように張力をもた
    せながら、フライホイールの形状を定めフライホイール
    の回転軸を接合させるために、強化繊維巻き上げ中心部
    にフライホイールの軸取り付け部品を一体化した円盤状
    あるいは珠算の玉状の部品等を入れ、その軸取り付け部
    品に軸部品が接続できるように避け、またそれを中心に
    繊維が固定できるように巻き付け、その円盤あるいは珠
    算の玉状の部品を芯にして放射線状に自転車の車輪のス
    ポーク状に巻き上げフライホイールを形成させ、それに
    プラスチック樹脂を含浸させ硬化させて作製したフライ
    ホイールおよびその作製法。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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